第2章 第5节 核酸是遗传信息的携带者（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一生物必修1 分子与细胞学习笔记（人教版）

本讲义聚焦“核酸是遗传信息的携带者”核心知识点，系统梳理核酸的种类（DNA与RNA）、分布、基本单位核苷酸的组成及类型，通过结构层次图呈现从碱基、五碳糖、磷酸到核苷酸再到核酸的构建过程，对比DNA与RNA在五碳糖、碱基、链数上的差异，衔接生物大分子以碳链为骨架的共性，形成递进式学习支架。 该资料通过表格比较DNA与RNA培养科学思维中的比较分类能力，结构模式图强化模型构建与解读（科学思维），任务分析和判断正误环节引导主动探究（探究实践），结合DNA指纹技术应用渗透社会责任（态度责任）。课中辅助教师系统授课，课后例题与对点练帮助学生巩固结构与功能观（生命观念），查漏补缺。

第5节　核酸是遗传信息的携带者 [学习目标]　1.通过对核酸的结构和功能的学习，形成结构和功能观。2.通过DNA和RNA的比较，形成比较与分类的科学思维方法。3.通过分析核酸的多聚体的连接模式图，强化模型构建与解读能力。4.基于生物大分子以碳链作为基本骨架，能够从结构与功能相适应的视角，解释细胞由多种有机分子组成，这些分子是执行各项生命活动的物质基础。5.关注DNA指纹技术在亲子鉴定和刑事侦查中的应用。 一、核酸的种类、分布及其组成 1．种类：一类是脱氧核糖核酸，简称DNA；另一类是核糖核酸，简称RNA。 2．分布：真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA。RNA主要分布在细胞质中。 3．核酸是由核苷酸连接而成的长链 (1)核酸的基本组成单位——核苷酸 ①组成 ②类型 a．脱氧核苷酸：构成DNA的基本单位。 b．核糖核苷酸：构成RNA的基本单位。 (2)DNA和RNA的区别 项目 DNA RNA 五碳糖 脱氧核糖 核糖 特有碱基 胸腺嘧啶 尿嘧啶 分子结构 一般由两条脱氧核苷酸链构成 一般由一条核糖核苷酸链构成 (3)DNA的特异性和多样性 ①特异性：每个个体的DNA的脱氧核苷酸序列各有特点。 ②多样性：组成DNA的脱氧核苷酸的数目不同和排列顺序多样。 (4)核酸的功能 ①核酸是细胞内携带遗传信息的物质。 ②核酸在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。 判断正误 (1)真核细胞的RNA只分布在细胞质中(　　) (2)真、原核细胞内均有两种核酸(　　) (3)核酸分子中，五碳糖∶磷酸∶含氮碱基＝1∶1∶1(　　) (4)所有生物的遗传信息都储存在DNA中(　　) (5)DNA中遗传信息的多样性主要取决于脱氧核苷酸的种类(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)× 提示　(1)真核细胞的细胞核中也含有RNA。(4)部分病毒的遗传信息储存在RNA中，如SARS病毒等。(5)DNA中遗传信息的多样性主要取决于脱氧核苷酸的数量和排列顺序。 任务一：核酸的结构层次及分布 1．核酸的结构层次 如图表示核酸分子的结构层次，据图回答下列问题： (1)写出图中各字母代表的物质：a：磷酸，b：五碳糖，c：含氮碱基，d：核苷酸，e：DNA，f：RNA。 (2)若图中d是e的基本单位，则b表示脱氧核糖，c表示A、T、G、C四种碱基；若图中d是f的基本单位，则b表示核糖，c表示A、U、G、C四种碱基。 (3)在细胞中碱基A参与形成的核苷酸的名称是腺嘌呤脱氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸；碱基T参与形成的核苷酸的名称是胸腺嘧啶脱氧核苷酸。 2．比较真核生物、原核生物及病毒的核酸类型，并完成表格。 项目 核酸 遗传物质 类型 核苷酸 种类 碱基 种类 类型 核苷酸 种类 碱基 种类 细胞生物 真核生物 DNA和 RNA 8 5 DNA 4 4 原核生物 DNA和 RNA 8 5 DNA 4 4 非细胞生物(病毒) DNA病毒 DNA 4 4 DNA 4 4 RNA病毒 RNA 4 4 RNA 4 4 核心归纳　 1．整理归纳核酸的结构层次、分布 比较项目 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA) 组成元素 C、H、O、N、P 基 本 单 位 名称 脱氧核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种) 结构图 组 成 无机酸 磷酸 五碳糖 脱氧核糖 核糖 含氮碱基 A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤) T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶) 一般结构 两条核苷酸链 一条核苷酸链 分布 主要在细胞核中，线粒体、叶绿体内也少量含有 主要在细胞质中 2.DNA、RNA初步水解的产物和彻底水解的产物 物质 初步水解的产物 彻底水解的产物 DNA 脱氧核苷酸 脱氧核糖、磷酸、4种碱基(A、T、C、G) RNA 核糖核苷酸 核糖、磷酸、4种碱基(A、U、C、G) 1．如图为核苷酸的模式图，下列相关说法正确的是(　　) A．DNA与RNA的不同点只体现在②处 B．若②为核糖，则③可以是胸腺嘧啶 C．在人类免疫缺陷病毒中核苷酸共有8种 D．人体内的③有5种，②有2种 答案　D 解析　图中①②③分别是磷酸、五碳糖、含氮碱基，DNA与RNA的不同点体现在②③两处，A错误；若②为核糖，则③可以是A、U、C、G，但不可能是T(胸腺嘧啶)，B错误；人类免疫缺陷病毒是RNA病毒，只含有一种核酸，4种核苷酸，C错误；人体内有2种核酸，故有2种②和5种③，D正确。 2．如图为某种核苷酸(已知图甲的右上角部分为腺嘌呤)和某核苷酸链(图乙)示意图，请据图回答问题： (1)图甲中该核苷酸的名称为 ，该核苷酸是构成哪一种核酸的基本原料？ 。 (2)请指出图甲中哪一位置上的氧去掉后便可成为合成细菌遗传物质的基本原料： (填序号)。 (3)图乙中1、2、3的中文名称分别是 、 、 。 (4)通常由图乙中 条核苷酸链构成一个 分子。 (5)在豌豆的叶肉细胞中，由A、C、T、U 4种碱基参与构成的核苷酸共有 种。 答案　(1)腺嘌呤核糖核苷酸　RNA　(2)③　(3)磷酸　脱氧核糖　胞嘧啶　(4)2　DNA　(5)6 解析　(1)根据图甲中③判断，该核苷酸的五碳糖是核糖，因此名称为腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位之一。(2)细菌的遗传物质是DNA，基本原料是脱氧核苷酸，应去掉③中的氧。(3)图乙中1、2、3分别为磷酸、脱氧核糖、胞嘧啶。(4)图乙中含有T，为DNA分子的一条链，DNA分子一般含有两条链。(5)豌豆的叶肉细胞中含有DNA和RNA，因此A、C分别参与构成两种核苷酸，T、U各自参与构成一种核苷酸，共6种核苷酸。 二、生物大分子以碳链为骨架 1．单体和多聚体 生物大分子是由许多基本单位连接而成的，这些基本单位称为单体，这些生物大分子又称为单体的多聚体。 单体(基本单位) 多聚体(生物大分子) 单糖 多糖 氨基酸 蛋白质 核苷酸 核酸 2.生物大分子以碳链为基本骨架的原因：每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。 3．碳的重要作用：碳是生命的核心元素。 4．细胞是由化学元素和化合物构成的 (1)以碳链为骨架的多糖、蛋白质、核酸等生物大分子，构成细胞生命大厦的基本框架。 (2)糖类和脂质提供了生命活动的重要能源。 (3)水和无机盐与其他物质一起，共同承担着构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能。 (4)细胞中的化合物，含量和比例处在不断变化之中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动的正常进行。 特别提醒　脂肪不属于生物大分子的原因：脂肪类化合物是由甘油和脂肪酸结合而成的，而且脂肪的分子量与蛋白质、核酸、多糖相比小很多，一般不称其为生物大分子。 判断正误 (1)构成生物大分子的单体在排列顺序上并不都具有多样性(　　) (2)由基本单位葡萄糖构成的生物大分子都是植物细胞壁的主要成分(　　) (3)多聚体最终水解的产物不一定是单体(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)√ 提示　(1)组成蛋白质的氨基酸有21种，构成任意一种核酸的单体都有4种，因此，蛋白质和核酸的单体在排列顺序上具有多样性，而淀粉的单体是葡萄糖，只有一种，因此在排列顺序上不具有多样性。(2)由葡萄糖构成的生物大分子有淀粉、纤维素、糖原，其中淀粉、糖原是储能物质，纤维素是构成植物细胞壁的主要成分。(3)多聚体最终水解的产物不一定是单体，如核酸初步水解的产物是单体核苷酸，而彻底水解的产物是磷酸、五碳糖和含氮碱基。 任务二：辨析细胞中的有机物 1．生物大分子是由多个单体连接形成的多聚体。如图是细胞内生物大分子的合成模式图。请据图思考回答下列问题： (1)若图中的单体是葡萄糖，则在植物细胞中多聚体是纤维素和淀粉；在人体细胞中多聚体是糖原。 (2)若图中的单体是氨基酸，决定其多聚体具有多样性的直接原因是什么？ 提示　由氨基酸构成的多聚体是蛋白质，决定蛋白质具有多样性的直接原因是氨基酸的种类、数目和排列顺序不同，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。 (3)多糖和核酸都是由许多单体组成的多聚体，试从组成二者单体种类的角度分析，为什么核酸是遗传信息的携带者，而多糖不是？ 提示　构成多糖的单体没有种类的差异，形成的多聚体没有顺序性；构成核酸的单体有种类的差异，形成的多聚体有顺序性。 2．组成细胞的化合物，具有物种特异性的物质有哪些？ 提示　具有物种特异性的物质是蛋白质和核酸。 3．如图表示细胞内不同化学元素所组成的化合物。以下说法不正确的是(　　) A．若图中①为某种多聚体，则①可具有信息传递的作用 B．若②分布于内脏器官周围，则②可具有缓冲和减压的作用 C．若③为某种多聚体，则③一定是DNA D．若④存在于植物细胞中，则④可能是淀粉 答案　C 解析　若①为多聚体，且含有C、H、O、N 4种元素，则其可能是蛋白质，可具有信息传递的作用，A正确；②只含有C、H、O 3种元素，且分布于内脏器官周围，则其可能是脂肪，脂肪具有缓冲和减压的作用，B正确；若③为多聚体，且含有C、H、O、N、P 5种元素，则其可能是核酸，即③可能是DNA或RNA，C错误；④只含有C、H、O 3种元素，且存在于植物细胞中，则其可能是淀粉，D正确。 4．生命科学常用图示表示微观物质的结构，图1～3分别表示植物细胞中常见的三种有机物，则图1～3可分别表示(　　) A．多肽、RNA、淀粉 B．DNA、RNA、纤维素 C．DNA、蛋白质、糖原 D．蛋白质、核酸、糖原 答案　A 解析　图1中，单体具有很多不同的形状，这些不同的单体只能表示21种氨基酸，因此图1可能表示蛋白质或者多肽；图2中，有4种不同的单体，因此这些单体可以表示RNA分子的4种核糖核苷酸或DNA分子的4种脱氧核苷酸；图3中只有1种单体，最可能表示由葡萄糖聚合形成的多糖，而植物细胞中的多糖只有淀粉和纤维素。综上分析，图1～3可分别表示蛋白质或多肽、RNA或DNA、淀粉或纤维素，故选A。 　　　　 课时对点练 [分值：100分] 第1～10题，每题5分；第11～13题，每题6分，共68分。 题组一　核酸的种类及其分布 1．下列有关核酸分布的叙述，正确的是(　　) A．SARS病毒中的RNA主要分布在细胞质中 B．真核细胞的DNA和RNA全部分布在细胞核中 C．原核细胞的DNA主要存在于细胞核中 D．人体细胞中的RNA主要分布在细胞质中 答案　D 题点　核酸的元素组成、种类及分布 2．(2024·眉山高一期末)“核酸”，顾名思义，就是从细胞核中提取的具有酸性的物质，下列有关核酸的叙述，正确的是(　　) A．核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核苷酸(RNA)两大类 B．真核细胞的DNA只分布在细胞核中，RNA只分布在细胞质中 C．具有细胞结构的生物才含有核酸 D．线粒体、叶绿体中也含有DNA 答案　D 解析　根据五碳糖不同，核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两大类，A错误；真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体中也含有少量DNA，RNA主要分布在细胞质中，B错误，D正确；没有细胞结构的病毒也含有核酸，C错误。 题点　核酸的元素组成、种类及分布 题组二　核酸是由核苷酸连接而成的长链 3．有关下列概念图的叙述，不正确的是(　　) A．①表示含氮碱基 B．②表示核糖 C．④表示脱氧核苷酸 D．组成DNA的元素有5种 答案　B 解析　图示概念图表示了DNA的结构层次，DNA的单体是脱氧核苷酸，每一分子脱氧核苷酸都由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，所以①表示含氮碱基，②表示脱氧核糖，④表示脱氧核苷酸，组成DNA的元素有C、H、O、N、P，共5种。 题点　核酸中的碱基及核苷酸种类 4．(2024·阳泉高一统考)人乳头瘤病毒(HPV)是一种DNA病毒。当其遗传物质DNA完全水解后，得到的化学物质是(　　) ①核糖、磷酸　②脱氧核糖、磷酸　③腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶　④胸腺嘧啶　⑤尿嘧啶 A．①③④ B．①③⑤ C．②③④ D．②③⑤ 答案　C 解析　DNA完全水解后得到的化学物质是脱氧核糖、含氮碱基(A、C、G、T)和磷酸，即②脱氧核糖、磷酸，③腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶，④胸腺嘧啶，C符合题意。 题点　核酸中的碱基及核苷酸种类 5．(2025·威海高一期中)如图是生物体内核酸基本组成单位的模式图，其中a、b、m分别代表相应的物质。下列说法错误的是(　　) A．若a为核糖，则m有A、U、G、C共4种 B．若m为胸腺嘧啶，则其对应的b只有1种 C．豌豆叶肉细胞中的m有5种 D．HIV(人类免疫缺陷病毒)中的b有8种 答案　D 解析　HIV为RNA病毒，只含有RNA一种核酸，所以HIV中含有1种a(核糖)，4种m(A、G、C、U)，4种b(核糖核苷酸)，D错误。 题点　核酸中的碱基及核苷酸种类 6．(2025·济宁高一期中)下列关于DNA与RNA的叙述，正确的是(　　) A．二者都含有A、G、C三种碱基和磷酸 B．RNA一般是由两条链构成的 C．原核细胞结构简单，不含RNA D．不同生物的DNA不同主要与核苷酸的种类和数量不同有关 答案　A 解析　RNA一般是单链的，DNA一般是由两条链构成的，B错误；原核细胞中也含有RNA，C错误；不同生物的DNA不同主要与核苷酸的数量和排列顺序有关，D错误。 题点　DNA和RNA的比较 7．DNA指纹技术在案件侦破工作中有着重要作用，从案发现场提取DNA样品，可为案件侦破提供证据，其中的生物学原理是(　　) A．不同人体内的DNA所含的碱基种类不同 B．不同人体内的DNA所含的五碳糖和磷酸不同 C．不同人体内的DNA的空间结构不同 D．不同人体内的DNA所含的脱氧核苷酸排列顺序不同 答案　D 解析　不同人体内的DNA所含的碱基种类相同，都是A、T、C、G，A不符合题意；不同人体内的DNA所含的五碳糖(脱氧核糖)和磷酸相同，B不符合题意；DNA的空间结构相同，C不符合题意；DNA指纹技术根据人与人之间的遗传信息不同，遗传信息储存在DNA分子中，不同个体的DNA的脱氧核苷酸排列顺序不同，D符合题意。 题点　DNA的特异性和多样性 题组三　生物大分子以碳链为骨架 8．下列关于生物大分子的叙述，不正确的是(　　) A．生物大分子的主要功能是为细胞提供能量 B．核酸是储存遗传信息、控制蛋白质合成的生物大分子 C．淀粉、糖原、纤维素都是生物大分子 D．多糖、蛋白质等生物大分子体现了“碳是生命的核心元素” 答案　A 解析　生物大分子包括多糖、蛋白质和核酸等，细胞内的糖类是重要的能源物质，A错误；多糖、蛋白质等生物大分子都以碳链为基本骨架，体现了“碳是生命的核心元素”，D正确。 题点　生物大分子以碳链为骨架 9．0～9,10个数字可以有若干不同位数的组合；a～z,26个字母可以构成若干不同的单词；相似地，以碳链为基本骨架的小分子单体也能构成许多不同的多聚体，模式图如图。下列有关说法正确的是(　　) A．若图中S1、S2、S3、S4……为同一种单体，则该多聚体可以表示淀粉 B．多聚体多糖的单体都是葡萄糖 C．若图中单体表示氨基酸，则形成此长链时所有氨基和羧基都参与脱水缩合 D．若图中多聚体为DNA，构成其的脱氧核糖的组成元素为C、H、O、N、P 答案　A 解析　淀粉为生物大分子，其单体均为葡萄糖，可用题图表示，A正确；多聚体多糖的单体是单糖，而并非都是葡萄糖，如几丁质的单体不是葡萄糖，B错误；若图中单体表示氨基酸，则该长链为多肽链，其一端为游离的氨基，另一端为游离的羧基，且单体R基中所含有的氨基和羧基一般不参与脱水缩合，C错误；若图中多聚体为DNA，构成其的脱氧核糖的组成元素为C、H、O，D错误。 题点　生物大分子以碳链为骨架 10．(2025·白城高一期中)核酸甲和乙是某生物体内的两种核酸，这两种核酸的基本组成单位如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．核酸甲中的脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息 B．核酸甲和核酸乙在蛋白质的生物合成中都具有重要作用 C．生物体内核酸甲功能多样性与核苷酸的排列顺序、数量有关，与连接方式无关 D．a与b相比，a的2′位置的碳原子上多一个氧 答案　D 解析　DNA中的五碳糖是脱氧核糖，RNA中的五碳糖是核糖，核糖(b)的2′位置的碳原子上比脱氧核糖(a)多一个氧，D错误。 题点　核酸的结构和功能综合 11.核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子，为生命的最基本物质之一，如图为某核苷酸链片段的示意图，下列相关叙述错误的是(　　) A．图示化合物的元素组成共有5种 B．图中化合物含胞嘧啶核糖核苷酸 C．图示化合物的核苷酸序列中储存着遗传信息 D．图示化合物在细胞核和细胞质中均能找到 答案　B 解析　图中含有胸腺嘧啶(T)，说明这是脱氧核糖核苷酸链，应含有胞嘧啶脱氧核糖核苷酸，B错误。 题点　核酸的基本组成单位—核苷酸 12．鲤鱼春季病毒血症病是一种由弹状病毒引起的常在鲤科鱼类中流行的疾病。该病毒外包一层囊膜，内含一条单链RNA。下列相关叙述不合理的是(　　) A．该弹状病毒的组成元素一定含有C、H、O、N、P B．该弹状病毒的RNA初步水解产物有4种核糖核苷酸 C．鲤科鱼类的遗传物质与该弹状病毒的遗传物质相同 D．该弹状病毒的遗传物质彻底水解可得到6种水解产物 答案　C 解析　据题意可知，该病毒含有RNA，RNA的元素组成是C、H、O、N、P，A合理；鲤科鱼类的遗传物质是DNA，该弹状病毒的遗传物质是RNA，C不合理；该弹状病毒的遗传物质彻底水解可得到磷酸、核糖和4种碱基(A、U、C、G)，共6种水解产物，D合理。 题点　核酸的水解 13．(2025·菏泽高一期中)细胞由多种化学元素和化合物构成，如图表示细胞内某些有机物的元素组成和功能关系，其中X、Y、Z、P表示单体。下列说法错误的是(　　) A．Ⅴ主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中，是储能物质 B．Ⅰ代表脂肪，其还具有缓冲、保温等作用 C．Ⅳ多样性的原因是P的种类、数量和排列顺序不同以及肽链盘曲、折叠形成的空间结构不同 D．X、Y、Z、P属于生物大分子，以碳链为基本骨架 答案　D 解析　X(葡萄糖)、Y(脱氧核苷酸)、Z(核糖核苷酸)、P(氨基酸)，不是生物大分子，D错误。 题点　生物大分子以碳链为骨架 14．(18分)图甲所示的分子结构式为某种核苷酸，已知分子结构式左上角的基团为碱基(腺嘌呤)；图乙是某核苷酸链示意图，图丙是生物体内某些有机物的元素组成，已知A、B、C为细胞内的大分子有机物，a、b、c是组成它们的小分子单体。据图回答下列问题： (1)图甲中核苷酸的名称是 ，可以构成图丙中 (填字母)化合物。 (2)豌豆的叶肉细胞中，含有的碱基是 ，那么由A、G、C、U 4种碱基参与构成的核苷酸共有 种，其中核糖核苷酸有 种。 (3)图乙中1、5分别代表 、 。 (4)若图丙中B具有储存能量的作用，则在植物细胞和动物细胞中分别指的是 。 (5)图丙中C1和C2组成成分的区别表现在 。 答案　(1)腺嘌呤核糖核苷酸　C2　(2)A、G、C、T、U　7　4　(3)脱氧核糖　一条脱氧核苷酸链的片段　(4)淀粉、糖原　(5)C1含有碱基T和脱氧核糖，C2含有碱基U和核糖 题点　蛋白质与核酸综合 15．(14分)埃博拉病毒能引发人患急性出血性传染病，现欲探究埃博拉病毒的核酸是DNA还是RNA。请完成下列实验设计： 材料用具：显微注射器，埃博拉病毒的核酸提取液，活鸡胚，DNA 水解酶，RNA 水解酶。 主要实验步骤： 步骤1：培养、分离并提取埃博拉病毒核酸，并将核酸提取液分成相同的三组，A组不作处理，B 组加入一定量的DNA 水解酶，C组 。 步骤2：取等量的活鸡胚分成 A、B、C三组，用显微注射技术向 A 组注射埃博拉病毒的核酸提取液，再分别向 B、C两组活鸡胚中注射有关物质。 步骤3：分别从培养后的活鸡胚中抽取出样品，检测是否产生埃博拉病毒。 试回答下列问题： (1)实验中使用活鸡胚培养病毒的原因是 。步骤1中C组的操作是 。 (2)步骤2中，A 组处理起 作用。 (3)若B组样品检测有埃博拉病毒产生，则说明该病毒的遗传物质是 ，同时实验的C组 (填“有”或“没有”)埃博拉病毒产生。反之，则病毒的遗传物质是 。 (4)有关埃博拉病毒遗传物质除可用上述实验鉴定，还可以直接对病毒的核酸进行检测，可以测定病毒中含氮碱基的种类，若病毒中出现大量的 (填碱基种类)，则说明其遗传物质是RNA。 答案　(1)病毒只能寄生在活细胞中　加入等量的 RNA水解酶　(2)对照(或对比)　(3)RNA　没有　DNA　(4)尿嘧啶 题点　DNA和RNA的比较 学科网（北京）股份有限公司 $